6918

Электромагнитная совместимость радиоэлектронного оборудования

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Электромагнитная совместимость радиоэлектронного оборудования Направление радиоэлектроники, призванное обеспечить одновременную и совместную работу различного радиотехнического, электронного и электротехнического оборудования - называется электромаг...

Русский

2013-01-10

41.5 KB

106 чел.

Электромагнитная совместимость радиоэлектронного оборудования

Направление радиоэлектроники, призванное обеспечить одновременную и совместную работу различного радиотехнического, электронного и электротехнического оборудования - называется электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств (ЭМС РЭС).

Причины, вызывающие обострение проблемы ЭМС:

  •  возрастает общее число одновременно действующих РТУ, в особенности устанавливаемых на подвижных объектах;
  •  повышается мощность радиопередатчиков, достигая для некоторых типов радиосредств десятков мегаватт;
  •  расширяются полосы частот, используемые многими современными радиосредствами;
  •  повышается загрузка диапазона радиочастот, притом, что многие участки уже сейчас сильно перегружены;
  •  шире внедряются электронные средства автоматического управления, контроля, диагностики на основе аналоговой и цифровой техники;
  •  увеличивается оснащенность подвижных объектов средствами радиоэлектроники, при повышении плотности компоновки аппаратуры;
  •  ухудшаются условия функционирования РЭС летательных аппаратов, так как они оказываются в зоне прямой видимости увеличивающегося числа наземных РЭС, расположенных на значительной территории.

Тенденции решения проблемы ЭМС:

Ранее:

  •  совершенствование отдельных схем и конструктивных решений;
  •  планирование распределения радиочастот.

Сейчас:

  •  системный характер;
  •  учет ЭМС на всех стадиях жизненного цикла: разработка – изготовление –эксплуатация.

Инженер должен знать:

  •  причины возникновения помех;
  •  свойства и характеристики различных элементов РЭС, влияющих на процессы создания помех и подверженности им;
  •  основные методы и средства анализа показателей ЭМС;
  •  принципы и основные направления обеспе5чения ЭМС;
  •  стандарты и нормативные документы в области ЭМС.

Виды радиопомех

Электромагнитной помехой называется нежелательное воздействие электромагнитной энергии, которое ухудшает (или может ухудшить) качество функционирования средств.

Помехи различны:

  •  по происхождению,
  •  по структуре,
  •  по спектральным и временным характеристикам.

Естественные помехи вызваны электромагнитными процессами, существующими в природе и не связанными непосредственно с деятельностью человек:

Причины появления:

  •  электрические процессы, происходящие в атмосфере;
  •  тепловые радиоизлучения земной поверхности, тропосферы и ионосферы;
  •  шумовые радиоизлучения внеземных (космических) источников.

Свойства: непрерывный или импульсный широкополосный процесс, который в пределах полосы пропускания приемника считают близким к нормальному белому шуму.

Искусственные помехи – вызваны деятельностью человека и обусловлены различными электромагнитными процессами в технике.

  •  преднамеренные – специально создают с целью нарушения нормального функционирования конкретных РЭС (создание и противодействие).
  •  Непреднамеренные помехи (НЭМП) – создаются источниками искусственного происхождения, которые не предназначены для нарушения функционирования РЭС.

Возникают при работе:

  •  Радиотехнического,
  •  электронного,
  •  электротехнического оборудования.

Разделяют

  •  вызванные излучениями РУ;
  •  индустриальные помехи.

Внутренние шумы

  •  шумы в проводящих материалах
  •  шумы в электровакуумных лампах
  •  шумы твердотельных приборов

Шумовая температура антенны

Внешние помехи и внутренние шумы энергетически эквивалентны поэтому их оценивают одним параметром – шумовая температура антенны – позволяет определить подаваемую к согласованному приемнику мощность приемной антенной шумовых помех приходящуюся на полосу частот:

Pша = k Tа B

Pша (Вт) - мощность приемной антенной шумовых помех

k = 1,38 10-23 (Дж/К) – постоянная Больцмана;

Tа (К) - шумовая температура антенны

B (Гц) – полоса частот

Рисунок 1. 1 - внутренние шумы; 2 – шумы города; 3 – шумы в сельской местности; 4 - космические шумы; 5 – атмосферные шумы.

Пути воздействия непреднамеренных помех.

Источник помехи (ИП)- радиотехнические, электротехнические, электронные средства создающие в процессе работы электромагнитные помехи.

Рецепторы помех (РП) – устройства, подвергающиеся действию помех.

Влияние помех: - непосредственное; - косвенное

Непосредственное влияние

  1.  источник помех – передатчик, рецептор – приемник. Преобладает излучение и прием нежелательных колебаний антеннами устройств.
  2.  Электромагнитное поле помех создается токами, протекающими в различных элементах конструкций ИП. Помеха существует в окружающем пространстве в виде свободно распространяющихся или направляемых электромагнитных волн. Помехи действуют на рецептор за счет появления наведенной ЭДС в элементах электрических цепей РП.

Устранение НЭМП – значительное ослабление по пути распространения.

Случай 1: свободно распространяющиеся волны

Уровень помех зависит:

  •  от мощности ИП;
  •  расстояния до рецептора (r)
  •  длины волны помехи ();
  •  параметров среды;
  •  месторасположения
  •  ближняя зона r < /2;
  •  промежуточная зона /2 < r < r2max / ;
  •  дальняя зона r > r2max / (rmax – максимальный размер апертуры антенны).

Дальняя: энергия передается электромагнитными волнами, свободно распространяющимися в окружающем пространстве.

Свойства:

  •  поперечная структура электромагнитных полей;
  •  составляющие поля изменяются с расстоянием пропорционально 1/r
  •  постоянство углового распределения интенсивности электромагнитных полей при изменении расстояния;
  •  излучение и прием помех могут осуществляться как антеннами, так и корпусами, кабелями, элементами монтажа, цепями электропитания и управления.

Промежуточная: электромагнитные поля, излучаемые отдельными участками токовых областей ИП, имеют поперечную структуру и представляют собой распространяющиеся электромагнитные волны,. Результирующее поле в точке приема является суперпозицией этих волн. Фазовые соотношения определяются как угловыми координатами, так и расстоянием между ИП и РП.

Ближняя: плотность энергии электрического и магнитных полей не равны. Значения составляющих напряженностей изменяется с расстоянием пропорционально 1/r2 и 1/r3 .

Случай 2: направляемые электромагнитные волны

Существуют в кабелях, волноводах – линиях передачи.

Характерно: распространение без существенного ослабления.

Гальваническая связь – при наличии общих элементов в электрических цепях ИП и РП.

Обусловлена:

  •  токами проводимости;
  •  из-за неидеальности изоляционных материалов;
  •  наличие общих участков в цепях заземления.

Косвенное влияние – непосредственная передача электромагнитной энергии отсутствует.

Воздействие из-за:

  •  изменения параметров среды;
  •  изменение параметров элементов устройств;
  •  изменение режимов работы прибора.

Например: изменение параметров ионосферы; изменение режима энергопотребления.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24745. Физическая структуризация сетей. Примеры 26.36 KB
  Примеры Для построения простейшей односегментной сети достаточно иметь сетевые адаптеры и кабель подходящего типа. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети станциями. Логический сегмент построенный с использованием концентраторов Появление устройств централизующих соединения между отдельными сетевыми устройствами потенциально позволяет улучшить управляемость сети и ее эксплуатационные характеристики...
24746. Логическая структуризация сети 26 KB
  Логическая структуризация сети Несмотря на появление новых дополнительных возможностей основной функцией концентраторов остается передача пакетов по общей разделяемой среде. Коллективное использование многими компьютерами общей кабельной системы в режиме разделения времени приводит к существенному снижению производительности сети при интенсивном трафике. Общая среда перестает справляться с потоком передаваемых кадров и в сети возникает очередь компьютеров ожидающих доступа. Это явление характерно для всех технологий использующих разделяемые...
24747. Функции маршрутизатора в сети 26.5 KB
  Функции маршрутизатора в сети Маршрутиза́тор сетевое устройство пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети и принимающее решения на основании информации о топологии сети и определённых правил заданных администратором. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.
24748. Функции шлюза в сети 23.5 KB
  Функции шлюза в сети Сетевой шлюз аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей использующих разные протоколы например локальной и глобальной. Сетевой шлюз может быть специальным аппаратным роутером или программным обеспечением установленным на обычный сервер или персональный компьютер.
24749. Многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия 22.5 KB
  Многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия В компьютерных сетях идеологической основой стандартизации является многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия. Именно на основе этого подхода была разработана стандартная семиуровневая модель взаимодействия открытых систем ставшая своего рода универсальным языком сетевых специалистов.
24750. Модель взаимодействия открытых систем (модель OSI) 32 KB
  Модель взаимодействия открытых систем модель OSI Международная организации по стандартизации придумала и создала Модель OSI модель взаимодействия открытых систем. Модель OSI Тип данных Уровень Функции Данные 7.
24751. Функции физического уровня модели OSI 33.5 KB
  Функции физического уровня модели OSI Функции всех уровней модели OSI могут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям зависящим от конкретной технической реализации сети либо к функциям ориентированным на работу с приложениями. Модель OSI представляет хотя и очень важную но только одну из многих моделей коммуникаций. Модель OSI Open System Interconnection описывает взаимосвязи открытых систем. Модель OSI Тип данных Уровень Функции Данные 7.
24752. Функции канального уровня модели OSI 33.5 KB
  Функции канального уровня модели OSI Функции протоколов канального уровня различаются в зависимости от того предназначен ли данный протокол для передачи информации в локальных или в глобальных сетях. Протоколы канального уровня используемых в локальных сетях ориентируются на использование разделяемых между компьютерами сети сред передачи данных. К таким типовым топологиям поддерживаемым протоколами канального уровня локальных сетей относятся общая шина кольцо и звезда. Примерами протоколов канального уровня для локальных сетей являются...
24753. Адресация компьютеров в сети Интернет 14.71 KB
  Числовой составной адрес IPадрес2. Символьный адрес доменное имя. Каждый из множества ПК входящих в Интернет имеет свой собственный УНИКАЛЬНЫЙ адрес. Это числовой адрес IPадрес: IP Internet Protocol IPадрес состоит из четырех групп цифр например 194.